离心机自动控制系统

杨文龙，陆荣双，李华杰，欧阳健强，赵志刚

(1.赣州有色冶金研究所，江西 赣州 341000；2.江西理工大学，江西 赣州 341000； 3.赣州金环磁选设备有限公司，江西 赣州 341000)

我国矿产资源丰富，但随着逐年开采，多数矿山已进入贫矿期。因此，对贫矿、尾矿的回收与综合利用，是提升企业经济效益的主要措施之一。离心选矿机是细粒矿物有效的分选设备，广泛用于多种重金属矿泥的选别。离心机具有投入和运营成本低的特点。但是，对控制要求高、管理要求高，使该设备在选矿行业大量应用受到限制，从而造成资源损失，成本增高，能源浪费等现象。针对离心机的使用现状，本文设计了一套离心机组自动控制系统，旨在提高选矿设备——离心选矿机的设备性能，从而提高产品效率，节能降耗，提升企业经济效益，增加企业竞争力。

1 控制系统结构

离心机自动控制系统由可编程控制器(PLC)、触摸屏(HMI)、外围电路和设备组成。该系统用于离心机选矿过程的给料、排矿浆的摆斗和冲矿电磁阀顺序动作的自动控制。控制系统还配置了检测装置，可跟踪离心机转鼓、摆斗和电磁阀的工作状态，并进行逻辑判断，有异常情况时能及时报警。运行中所有的工艺参数及运行中的情况，通过远程传输至计算机进行分析处理。控制系统的主要结构如图1所示。

2 控制系统功能及工作原理

该控制系统能够实现离心机组生产过程智能化顺序控制，动作检测和故障报警以及运行工况的综合监测。

2.1 工作参数设置

离心机的工作时序是决定分选效果重要的工作参数之一，高精度、智能化的控制系统是离心机长期稳定工作的基本保证。

系统开启后，离心机上下摆斗、电磁阀均处于复位状态(静止)，当转鼓电机启动后，控制系统程序开始计时，然后根据作业要求完成进矿、推斗、冲矿、复位等顺序动作。各顺序动作时间，在触摸屏或远程监控界面上均可根据工艺要求任意设定和在线修改。

图1 控制系统结构

2.2 动作检测及报警

离心机有进料斗、电磁阀和出料斗等动作部件，在每一个工作周期循环工作，动作频繁，是极其容易出故障的地方。如果出现料斗卡住或电磁阀不工作，则产生精矿、尾矿分离不清，严重影响选矿收率。采用检测和报警功能后，现场工作人员可以及时发现和排除故障。

2.3 远程监控

离心机常常是多台机组同时工作，为提高生产和管理效率，采用远程监测。管理人员可在中央监控室监控各机台的工作状况、修改运行参数，发现故障时即时处理。

当一套控制系统同时控制多台离心机工作时，自控系统自动计算各台离心机的延迟时间，保证一个工作周期内平均分配矿浆分配器中的料量，使整个离心机组平稳工作，实现离心机组生产过程智能化顺序控制。

3 系统程序设计

系统采用SIEMENS编程软件STEP 7 Micro/WIN4.0进行系统程序开发，触摸屏采用SIMATICProTool/V6.0进行组态。系统程序运行可靠，画面设计简单明了、界面友好、操作方便，便于操作人员正确地进行操作。图2～图7是控制系统(以控制6台离心机为例)几个主要画面。

图2 工作参数设置画面

图3 系统检测与管理画面

图4 报警管理画面

图5 动作抽检画面

图6 动作状态观察画面

图7 远程控制画面

4 系统优势

采用PLC控制系统，与传统的机械传动原理控制系统相比具有以下优势：

1)适应工艺性强。可实现不停车，随原矿品位高低的变化，根据选矿工艺要求及时修正每一台离心机的给矿时间、断矿时间、冲水时间、复位时间，从而能达到获得最佳选矿回收指标的选矿周期。

2)能及时跟踪离心机转鼓、摆斗和电磁阀的工作状态，有异常情况能及时发现。

3)由于自控系统具有故障识别功能，运行期间始终跟踪离心机转鼓、进料口、下摆斗和电磁阀的工作状态，发现异常情况及时报警、关断进料口，避免了精、尾矿分离不清，确保了离心选矿过程的回收率。与此同时，也告知工作人员故障机台号和故障部位，以便及时检查维修。

4)控制系统操作简单、控制直观。

5)各台离心机的工作参数、动作状态均可在自动控制柜的显示屏上或远程计算机上进行调整、修改和观察。故障点可由显示屏直观地予以显示，解决了多台离心机同时工作时，作业人员需不断巡查、人为观察各离心机工作状况、工作量大、需极强的责任心等问题，极大地提高了劳动生产率和确保设备、人员的安全生产，提高了企业现代化管理水平。

5 结论

随着离心机自动控制的实现，带来生产效率的提高，提高了产品质量，降低了生产人员的劳动强度。由于产品回收率的提高，使生产成本大大降低。提高综合节能效果后，可大大降低电耗。大大提高了产品的技术水平，提升其市场竞争力。目前，该系统已在铁山垅钨矿投入使用，其效果良好，同时对黑钨矿山的推广使用离心选矿机自动控制系统来提高钨回收率具有借鉴意义。

[1] 李果，黄孝斌. 离心机控制系统设计[J]. 系统工程与电子技术，2002，24(7):119-122.

[2] 林培基. 离心选矿机在钨细泥选矿中的应用[J]. 金属矿山，2009(2):137-140.

[3] 杨文龙，陆荣双，李建中. 磁选机自动控制系统[J]. 中国矿业，2006，15(9):72-74.

[4] 陈禄政，任南琪，熊大和. SLon连续式离心机回收微细粒级铁矿物工业试验[J]. 金属矿山，2007(1):63-66.